import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * @author: 最帅的的乐乐
 * @date: 2024-05-09 9:53 星期四
 * @motto the harder, the luckier。
 * Completed at @date: 2024-05-09 10:40
 */

public class _18_FourSum {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> quadruplets = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return quadruplets;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int length = nums.length;
        //固定第一个数i
        for (int i = 0; i < length - 3; i++) {
            //以避免生成重复的组合
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            //最小的三个都大于则退出
            if ((long) nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target) {
                break;
            }
            //加三个最大的都小则继续下一次循环
            if ((long) nums[i] + nums[length - 3] + nums[length - 2] + nums[length - 1] < target) {
                continue;
            }
            //固定第二个数j
            for (int j = i + 1; j < length - 2; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                if ((long) nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target) {
                    break;
                }
                if ((long) nums[i] + nums[j] + nums[length - 2] + nums[length - 1] < target) {
                    continue;
                }
                // 使用双指针搜索第三个和第四个数
                int left = j + 1, right = length - 1;
                while (left < right) {
                    long sum = (long) nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == target) {
                        quadruplets.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {//跳过左指针指向的重复元素，确保不会生成重复的组合。
                            left++;
                        }
                        left++; //将左指针向右移动一位，继续搜索下一个可能的组合。
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    } else {
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return quadruplets;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1, 0, -1, 0, -2, 2};
        int target = 0;
        _18_FourSum fourSum = new _18_FourSum();
        List<List<Integer>> result = fourSum.fourSum(nums, target);

        // 打印结果
        System.out.println("四个数的和等于目标值的所有组合为：");
        for (List<Integer> quadruplet : result) {
            System.out.println(quadruplet);
        }
    }

}
